KR19990007622A - Long Cycle Lattice Filter Making Machine - Google Patents
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Abstract
본 발명은 장주기 격자 필터 제조 장치에 관한 것으로, 레이저 광원; 레이저 광원에서 생성된 레이저 광을 반사시켜서 그 경로를 변경하는 미러; 미러에 의해 반사된 레이저 광의 초점을 조절하는 제1렌즈; 레이저 광의 빔 사이즈를 확장하도록 제1렌즈를 통과한 레이저 광을 분산시키는 분산부; 분산된 레이저 광을 평행하게하는 제2렌즈; 및 제2렌즈에 의해 평행하게된 레이저 광을 장주기 격자가 형성될 광섬유에 선택적으로 주사하는 복합 진폭 마스크를 포함하고, 복합 진폭 마스크의 주기에 따라 주사되는 레이저 광에 의해 광섬유의 굴절률이 변화되어 광섬유를 통과하는 광의 코아모드가 클래딩모드로 커플링됨을 특징으로한다.The present invention relates to a long-period grating filter manufacturing apparatus, the laser light source; A mirror reflecting the laser light generated by the laser light source and changing its path; A first lens for adjusting the focus of the laser light reflected by the mirror; A dispersion unit for dispersing the laser light passing through the first lens to expand the beam size of the laser light; A second lens for paralleling the scattered laser light; And a complex amplitude mask for selectively scanning the laser light parallelized by the second lens to the optical fiber on which the long period grating is to be formed, wherein the refractive index of the optical fiber is changed by the laser light scanned according to the period of the complex amplitude mask so that the optical fiber is The core mode of the light passing through is coupled to the cladding mode.
본 발명에 의하면, 광섬유에 도달하는 레이저 빔 사이즈를 조절하여 장주기 격자 필터의 대역폭을 조절할 수 있으며, 진폭 마스크의 회전각도를 조절하여 커플링이 일어나는 파장을 조절함으로써 원하는 필터 스펙트럼 제작이 용이하다.According to the present invention, the bandwidth of the long-period grating filter can be controlled by adjusting the laser beam size reaching the optical fiber, and the desired filter spectrum can be easily manufactured by controlling the wavelength at which the coupling occurs by adjusting the rotation angle of the amplitude mask.
Description
본 발명은 장주기 격자 필터 제조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a long period grating filter manufacturing apparatus.
통상적으로 장주기 격자 필터는 광섬유의 코아(core)로 진행하는 코아 모드(core mode)를 클래딩 모드(cladding mode)로 커플링(coupling)시키는 소자로서, 반사타입이 아니기때문에 어븀첨가 광섬유 증폭기(EDFA)의 이득 평탄화에 장점이 있다. 이러한 장주기 격자 필터는 자외선에 민감(sensitive)한 광섬유의 코아에 주기적으로 굴절율 변화를 주어 제작한다. 즉, 자외선에 노출된 부분은 굴절율이 증가하고 그렇지 않는 부분은 변화가 없어 주기적인 굴절율 변화가 발생한다. 상술한 코아 모드를 클래딩 모드로 커플링시키기 위하여는 다음의 수학식 1을 만족하여야 한다.In general, a long-period grating filter is a device that couples a core mode, which proceeds to the core of an optical fiber, to a cladding mode, and is not a reflection type. There is an advantage in gain flattening. Such a long-period grating filter is manufactured by periodically changing the refractive index of the core of the optical fiber sensitive to ultraviolet rays. In other words, the portion exposed to ultraviolet rays increases in refractive index, while the portions not exposed to ultraviolet rays do not change, causing periodic refractive index changes. In order to couple the core mode to the cladding mode, the following Equation 1 must be satisfied.
여기서, βco는 코아 모드의 전달 상수(propagation constant)이고,
그런데, 수학식 1에서 β= 2πn/λ(여기서, n은 굴절율)을 대입하면 코아 모드와 클래딩 모드의 굴절률 차는 nco- ncl= λ/Λ가 된다. 따라서, 어떤 파장을 클래딩 모드로 변경시키려면 주기(Λ)와 굴절율차(nco- ncl)을 정하면 된다. 굴절율차는 자외선에 민감한 광섬유에 자외선 레이저를 적절히 감광시켜 얻을 수 있다.However, when β = 2πn / λ (where n is a refractive index) in Equation 1, the difference in refractive index between the core mode and the cladding mode is n co − n cl = λ / Λ. Therefore, in order to change a wavelength into the cladding mode, a period (Λ) and a refractive index difference (n co -n cl ) may be determined. The refractive index difference can be obtained by appropriately exposing an ultraviolet laser to an ultraviolet-sensitive optical fiber.
자외선 레이저를 주사하여 장 주기 격자 필터를 제조하는 장치에 대해 설명하기로 한다. 도 1은 종래의 장 주기 격자 필터 제조 장치를 도시한 것이다. 도 1에 따른 장주기 격자 필터 제조장치는 자외선 레이저를 주사할 수 있는 고출력의 엑시머(excimer) 레이저 광원(100)과, 엑시머 레이저 광원(100)에서 방출된 레이저 광의 경로를 변경하는 미러(102)와, 미러(102)에 의하여 변경된 레이저 광의 초점을 조절하는 원통형 렌즈(Cylindrical Lens, 104)와, 렌즈를 통과한 레이저 광을 선택적으로 통과시키는 진폭 마스크(106)와, 진폭 마스크(106)를 통과한 레이저 광이 주사되어 코아에 장주기 격자가 형성되는 광섬유(108)로 구성된다.An apparatus for manufacturing a long period grating filter by scanning an ultraviolet laser will be described. Figure 1 shows a conventional long period grating filter manufacturing apparatus. The long-period grating filter manufacturing apparatus according to FIG. 1 includes a high power excimer laser light source 100 capable of scanning an ultraviolet laser, a mirror 102 that changes a path of laser light emitted from the excimer laser light source 100, and Cylindrical Lens (104) for adjusting the focus of the laser light changed by the mirror 102, an amplitude mask (106) for selectively passing the laser light passing through the lens, and the amplitude mask (106) It consists of an optical fiber 108 in which laser light is scanned to form a long period grating in the core.
상술한 구성에 따른 장 주기 격자 필터의 제조 과정은 다음과 같다. 레이저 광을 원통형 렌즈(104)에 통과시켜 진폭 마스크(106)와 접촉되어 있는 광섬유(108)에 주사되도록 한다. 이때, 광섬유(108)에는 레이저광이 주사되어 굴절률이 다른 장주기 격자가 형성되는데, 광섬유(108)에 광원(110)에서 출력되는 광을 통과시키고 검출기(112)로 광을 검출하여 원하는 특성을 갖도록 한다.The manufacturing process of the long period lattice filter according to the above-described configuration is as follows. Laser light passes through the cylindrical lens 104 to be scanned into the optical fiber 108 in contact with the amplitude mask 106. At this time, the laser light is scanned on the optical fiber 108 to form a long-period grating having different refractive indices. The optical fiber 108 passes the light output from the light source 110 and detects the light with the detector 112 to have desired characteristics. do.
이 때, 마스크는 정확한 주기를 갖는 것이 중요하다. 마스크가 정확한 주기를 갖게하기 위해 여러 방법이 사용되었는데, 그 중 하나가 단일 슬릿을 위치이동 스테이지(translation stage)에 장착하여 원하는 주기만큼 슬릿 혹은 광섬유를 이동시켜서 레이저 광을 주사한다.At this time, it is important that the mask has a correct period. Several methods have been used to ensure that the mask has the correct period, one of which mounts a single slit to a translation stage to move the slit or optical fiber by the desired period to scan the laser light.
그러나, 이 방법은 정확한 주기가 가능하고 주기를 조절할 수 있다는 장점이 있으나, 슬릿의 폭이 고정되어있어서 주기를 변경하는 경우 광이 투과하는 부분과 투과하지않는 부분의 비를 나타내는 듀티 사이클(duty cycle)이 일정하지않다는 단점이 있다. 또한, 포인트 단위로 굴절률 변화를 주므로 시간이 많이 걸리며, 큰 빔 사이즈를 효율적으로 사용하지 못한다. 원하는 필터 스펙트럼을 정확히 디자인하기 위해서는 펄스당 굴절률변화값을 정확히 알아야한다. 또한, 고가의 장비인 위치이동 스테이지가 필요하다.However, this method has the advantage of allowing accurate periods and adjusting the periods.However, due to the fixed width of the slit, the duty cycle representing the ratio of the light transmitting portion and the non-transmissive portion when the period is changed. ) Has the disadvantage that it is not constant. In addition, since the refractive index is changed in units of points, it takes a long time, and a large beam size cannot be efficiently used. To accurately design the desired filter spectrum, it is necessary to know the refractive index change per pulse exactly. There is also a need for a positioning stage, which is expensive equipment.
마스크의 주기를 정확하게하기위한 방법으로 실리카위에 패턴을 뜬 후 크롬을 도핑하여 마스크를 제작하는 방법이 있다. 이 방법으로 제작된 마스크의 경우, 정확한 주기를 가지는 마스크를 제조할 수 있으나 마스크 제조과정이 복잡하고 비용이 많이 들며, 주기가 고정되어 있으므로 하나의 마스크로 디자인하고자하는 스펙트럼은 하나만 가능하다. 또한, 이 경우 한계손상파워(damage threshold power)가 낮아서 고출력의 엑시머 레이저를 효율적으로 이용할 수 없다는 단점이 있다.As a method for accurately correcting the period of the mask, a pattern is formed on silica and doped with chromium to make a mask. In the case of a mask manufactured by this method, a mask having an accurate period can be manufactured, but since the mask manufacturing process is complicated, expensive, and the period is fixed, only one spectrum to be designed as one mask is possible. In addition, in this case, the damage threshold power (damage threshold power) is low, there is a disadvantage that can not efficiently use a high power excimer laser.
마스크의 주기를 정확하게하는 또 다른 방법으로는 다중 슬릿(multi-slit)을 사용하는 방법은 격자가 형성되는 부분의 전체에 레이저 광을 동시에 주사하는 방법으로 마스크를 준비하는 과정이 간단하고 제조비용이 적으나 레이저 가공시 발생하는 오차가 ±5μm로 매우 커서 정밀한 스펙트럼 디자인이 어려우며 마찬가지로 주기가 고정되어 있으므로 디자인할 수 있는 스펙트럼이 한정되어 있다.Another method of accurately correcting the period of the mask is to use a multi-slit method in which a mask is prepared by simultaneously scanning laser light in the entire area where the grating is formed. Although the error generated during laser processing is very small, ± 5μm, it is difficult to design precise spectrum, and because the period is fixed, the spectrum that can be designed is limited.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 입사광을 분산시키는 오목렌즈, 분산된 광을 평행하게하는 원통형 렌즈 및 주기가 조절가능한 진폭 마스크를 구비하여 레이저 빔 사이즈를 조절하여 장주기 격자의 주기를 조절하는 장주기 격자 필터 제조 장치를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a long-period grating filter for controlling a period of a long-period grating by adjusting a laser beam size by having a concave lens for dispersing incident light, a cylindrical lens for paralleling the scattered light, and an amplitude mask with an adjustable period It is to provide a manufacturing apparatus.
도 1은 종래의 장 주기 격자 필터 제조 장치를 도시한 것이다.Figure 1 shows a conventional long period grating filter manufacturing apparatus.
도 2는 본 발명에 따른 장주기 격자 필터 제조 장치에 대한 구성도이다.2 is a configuration diagram of a long period grating filter manufacturing apparatus according to the present invention.
도 3a는 도 2의 복합 진폭 마스크를 구성하는 구성요소를 도시한 것이다.3A illustrates the components that make up the complex amplitude mask of FIG. 2.
도 3b는 복합 진폭 마스크를 도시한 것이다.3B illustrates a composite amplitude mask.
도 4는 도 3a 및 도 3b에 도시된 진폭 마스크의 주기를 도시한 것이다.4 shows the period of the amplitude mask shown in FIGS. 3A and 3B.
도 5는 진폭 마스크의 회전 각도에 따른 복합 진폭 마스크의 주기 변화를 도시한 것이다.5 shows the periodic change of the complex amplitude mask according to the rotation angle of the amplitude mask.
도 6a 내지 도 6b는 두 진폭 마스크를 각각 0° 및 10°회전시켰을 때, 장주기 격자 필터의 스펙트럼을 도시한 것이다.6A-6B show the spectra of a long period grating filter when two amplitude masks are rotated 0 ° and 10 °, respectively.
상기 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 레이저 광원; 상기 레이저 광원에서 생성된 레이저 광을 반사시켜서 그 경로를 변경하는 미러; 상기 미러에 의해 반사된 레이저 광의 초점을 조절하는 제1렌즈; 상기 레이저 광의 빔 사이즈를 확장하도록 상기 제1렌즈를 통과한 레이저 광을 분산시키는 분산부; 상기 분산된 레이저 광을 평행하게하는 제2렌즈; 및 상기 제2렌즈에 의해 평행하게된 레이저 광을 장주기 격자가 형성될 광섬유에 선택적으로 주사하는 복합 진폭 마스크를 포함하고, 상기 복합 진폭 마스크의 주기에 따라 주사되는 레이저 광에 의해 상기 광섬유의 굴절률이 변화되어 상기 광섬유를 통과하는 광의 코아모드가 클래딩모드로 커플링됨을 특징으로한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is a laser light source; A mirror reflecting the laser light generated by the laser light source and changing its path; A first lens for adjusting the focus of the laser light reflected by the mirror; A dispersion unit for dispersing the laser light passing through the first lens to expand the beam size of the laser light; A second lens for paralleling the scattered laser light; And a complex amplitude mask for selectively scanning the laser light paralleled by the second lens to the optical fiber on which the long period grating is to be formed, wherein the refractive index of the optical fiber is reduced by the laser light scanned according to the period of the complex amplitude mask. The core mode of the light which is changed and passes through the optical fiber is coupled to the cladding mode.
상기 기술적 과제를 이루기위한, 본 발명은 레이저 광원; 상기 레이저 광원에서 생성된 레이저 광을 반사시켜서 그 경로를 변경하는 미러; 상기 미러에 의해 반사된 레이저 광의 초점을 조절하는 제1렌즈; 상기 레이저 광의 빔 사이즈를 확장하도록 상기 제1렌즈를 통과한 레이저 광을 분산시키는 분산부; 상기 분산된 레이저 광을 평행하게하는 제2렌즈; 소정 주기를 갖는 두 진폭 마스크를 소정 각도만큼 회전시켜 결합함으로써 그 주기가 조절되고, 상기 조절된 주기에 따라 상기 제2렌즈에 의해 평행하게된 레이저 광을 장주기 격자가 형성될 광섬유에 선택적으로 주사하는 복합 진폭 마스크; 상기 광섬유에 형성된 장주기 격자 필터의 커플링 피크를 측정하는 측정부; 및 상기 측정부로부터 상기 커플링 피크시의 파장을 전달받아 원하는 커플링 피크 파장을 얻도록 상기 복합 진폭 마스크의 주기를 조절하는 제어부를 포함함을 특징으로한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention is a laser light source; A mirror reflecting the laser light generated by the laser light source and changing its path; A first lens for adjusting the focus of the laser light reflected by the mirror; A dispersion unit for dispersing the laser light passing through the first lens to expand the beam size of the laser light; A second lens for paralleling the scattered laser light; The period is adjusted by rotating and combining two amplitude masks having a predetermined period by a predetermined angle, and selectively scanning the laser light parallelized by the second lens to the optical fiber to be formed with the long period grating according to the adjusted period. Complex amplitude masks; A measuring unit measuring a coupling peak of a long period grating filter formed in the optical fiber; And a controller configured to adjust a period of the complex amplitude mask to receive a wavelength at the coupling peak from the measurement unit to obtain a desired coupling peak wavelength.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 장주기 격자 필터 제조 장치에 대한 구성도이다. 도 2에 따른 장치는 자외선 레이저 광원(200), 자외선 레이저 광원(200)에서 생성된 자외선 레이저 광을 반사시키는 미러(202), 미러(202)에 의해 경로가 변경된 레이저 광의 초점을 조절하는 제1원통형 렌즈(204), 제1원통형 렌즈(204)에 의해 초점이 맞춰진 레이저 광을 분산시키는 분산부(206), 분산부(206)를 통과한 레이저 광을 다시 평행하게하는 제2원통형 렌즈(208), 제2원통형 렌즈(208)를 통과한 레이저 광을 선택적으로 통과시키는 복합 진폭 마스크(210), 복합 진폭 마스크(210)를 통과한 레이저 광이 장주기 격자가 형성될 부분에만 주사되도록하는 슬릿(212), 슬릿(212)을 통과한 레이저 광이 주사되는 광섬유(214), 광원(216) 및 광섬유(214)를 통과한 광의 특성을 측정하는 측정부(218) 및 측정부(218)에서 측정되는 커플링 피크에 따라 복합 진폭 마스크(210)의 주기를 조절하는 제어부(220)를 포함한다.2 is a configuration diagram of a long period grating filter manufacturing apparatus according to the present invention. The apparatus according to FIG. 2 includes an ultraviolet laser light source 200, a mirror 202 for reflecting ultraviolet laser light generated by the ultraviolet laser light source 200, and a first for adjusting the focus of the laser light whose path is changed by the mirror 202. Cylindrical lens 204, a dispersion portion 206 for dispersing laser light focused by the first cylindrical lens 204, and a second cylindrical lens 208 for paralleling the laser light passing through the dispersion portion 206 again. ), A slit for allowing the laser beam having passed through the second cylindrical lens 208 to selectively pass the laser beam passing through the second cylindrical lens 208 to be scanned only at the portion where the long period grating is to be formed ( 212, the measurement unit 218 and the measurement unit 218 measuring characteristics of the optical fiber 214 through which the laser light passing through the slit 212 is scanned, the light source 216, and the light passing through the optical fiber 214 are measured. The period of the complex amplitude mask 210 according to the coupling peak being The cutoff includes the controller 220.
여기서, 커플링 피크라 함은 장주기 격자에서 각 파장의 코아 모드가 클래딩 모드로 커플링됨으로써 소광비(extinction ratio)가 최대가 됨을 말한다.Here, the coupling peak means that the extinction ratio is maximized because the core mode of each wavelength is coupled to the cladding mode in the long period grating.
상술한 구성에 따른 동작을 설명하기로 한다. 미러(202)는 자외선 레이저 광원(200)에서 생성되어 입사된 레이저 광을 반사시킨다. 제1원통형 렌즈(204)는 반사된 레이저 광의 초점을 조절하는데, 초점은 광섬유(214)에 맺히도록 한다.An operation according to the above configuration will be described. The mirror 202 reflects the incident laser light generated by the ultraviolet laser light source 200. The first cylindrical lens 204 adjusts the focus of the reflected laser light, which focuses on the optical fiber 214.
분산부(206)는 레이저 광의 빔 사이즈를 확장하도록 제1원통형 렌즈(204)를 통과한 레이저 광을 분산시키는데, 대표적인 예로서 오목렌즈(Concave Lens)가 적절하다. 레이저 광의 빔 사이즈는 엑시머 레이저의 경우 10x30mm이고, 이를 한 쪽 방향으로 포커싱하였을 때 최대 폭이 30mm가 된다. 실제로 격자 제작에 사용할 수 있는 균일한 강도의 레이저 빔 길이는 20mm정도이다. 그러므로, 격자의 길이 조정을 위해 빔 사이즈의 확장이 필요하다.The disperser 206 disperses the laser light that has passed through the first cylindrical lens 204 to expand the beam size of the laser light. A representative example is a concave lens. The beam size of the laser light is 10x30 mm for the excimer laser, and the maximum width is 30 mm when it is focused in one direction. In fact, the length of the laser beam of uniform intensity that can be used for the lattice fabrication is about 20mm. Therefore, the beam size needs to be extended to adjust the length of the grating.
제2원통형 렌즈(208)는 분산된 광을 평행하게한다. 분산된 광을 평행하게하기 위해서 제2원통형 렌즈(208)의 초점은 분산부(206)의 초점과 일치되도록 한다. 이 때, 제2원통형 렌즈(208)의 길이는 제조하고자하는 장주기 격자 필터의 길이가 되도록 한다.The second cylindrical lens 208 makes the scattered light parallel. In order to parallel the scattered light, the focus of the second cylindrical lens 208 is made to coincide with the focus of the scattering portion 206. At this time, the length of the second cylindrical lens 208 is to be the length of the long period grating filter to be manufactured.
복합 진폭 마스크(210)는 제2원통형 렌즈(208)로부터 평행하게 입사하는 광을 선택적으로 투과시킨다. 슬릿(212)은 장주기 격자의 대역폭을 결정하는 격자 길이만큼의 폭을 갖는다. 슬릿(210) 및 복합 진폭 마스크(210)를 통과한 광이 광섬유(214)에 주사되면, 측정부(218)는 광원(216)에서 생성되어 광섬유(214)를 통과한 광에 대해 파장에 따른 커플링 피크를 측정한다. 여기서, 광섬유(214)는 자외선에 민감한(UV photosensitive) 광섬유가 적절하다.The complex amplitude mask 210 selectively transmits light incident in parallel from the second cylindrical lens 208. Slit 212 has a width as long as the grating length that determines the bandwidth of the long period grating. When the light passing through the slit 210 and the complex amplitude mask 210 is scanned onto the optical fiber 214, the measuring unit 218 is generated by the light source 216 and according to the wavelength of the light passing through the optical fiber 214. The coupling peak is measured. Here, the optical fiber 214 is preferably an UV photosensitive optical fiber.
제어부(220)는 측정된 커플링 피크에 따라 장주기 격자 필터가 원하는 파장에서 커플링이 일어나도록 복합 진폭 마스크(210)의 주기를 조절하여 커플링 피크파장 및 소광비를 조절한다.The controller 220 adjusts the coupling peak wavelength and extinction ratio by adjusting the period of the complex amplitude mask 210 so that the long period grating filter is coupled at a desired wavelength according to the measured coupling peak.
도 3a는 도 2의 복합 진폭 마스크(210)의 한 구성요소를 도시한 것이다. 도 3b는 본 발명에 사용되는 복합 진폭 마스크를 도시한 것으로, 도 3a에 도시된 진폭 마스크가 겹쳐친 다음, 소정 각도로 회전된 형태를 도시한 것이다. 도 3a에 따른 진폭 마스크는 0.2mm 정도의 얇은 금속 기판(300), 예컨대 스테인레스 스틸 기판에 수백 ㎛의 주기(Λ0)로 광을 통과시킬 수 있는 통과영역(302)과 그 외의 비통과영역(304)으로 구성된다. 통과영역(302)은 이산화탄소 레이저를 이용한 가공 또는 화학적 식각(chemical etching) 등의 방법으로 가공된다. 금속 기판(300)의 사용은 손상 한계의 제한을 없애므로 고파워 자외선 레이저를 소스로 사용할 수 있다는 잇점이 있다. 통과영역(302)으로는 레이저가 통과하여 광 도파로의 굴절률을 높이게 되며, 비통과영역(304)은 금속부분으로 자외선 레이저를 차단한다.3A illustrates one component of the composite amplitude mask 210 of FIG. 2. 3B illustrates a complex amplitude mask used in the present invention, in which the amplitude mask shown in FIG. 3A is superimposed and then rotated at an angle. The amplitude mask according to FIG. 3A is a pass-through region 302 and other non-pass-through regions capable of passing light to a thin metal substrate 300 of about 0.2 mm, for example, a stainless steel substrate at a period Λ 0 of several hundred μm. 304). The passage region 302 is processed by a method such as processing using a carbon dioxide laser or chemical etching. The use of the metal substrate 300 has the advantage that a high power ultraviolet laser can be used as a source because it removes the limitation of the damage limit. The laser passes through the pass region 302 to increase the refractive index of the optical waveguide, and the non-pass region 304 blocks the ultraviolet laser through the metal part.
도 3b에 따른 복합 진폭 마스크는 도 3a에 도시된 진폭 마스크 두 개를 회전지그(Rotation Jig, 도시되지 않음)에 겹쳐서 고정한 다음, 두 기판을 α°만큼 각각 정밀회전하여 제작된 경우이다. 참조번호 306은 광섬유 또는 광 도파로의 방향이다. 308, 310은 제1기판과 제2기판이 각각 α°씩 회전되었음을 나타낸다. 312는 레이저가 통과하는 영역이며, Λ는 복합 진폭 마스크의 주기이다. 300은 기판을 나타낸다.The composite amplitude mask according to FIG. 3B is a case in which two amplitude masks shown in FIG. 3A are overlapped and fixed to a rotation jig (not shown), and then the two substrates are precisely rotated by α °, respectively. Reference numeral 306 denotes the direction of the optical fiber or the optical waveguide. 308 and 310 indicate that the first substrate and the second substrate are rotated by α °, respectively. 312 is the area through which the laser passes, and Λ is the period of the complex amplitude mask. 300 represents a substrate.
도 3b에 도시된 복합 진폭 마스크의 주기 Λ는 회전각 α에 대해 다음과 같이 결정된다.The period Λ of the complex amplitude mask shown in FIG. 3B is determined as follows for the rotation angle α.
여기서, Λ0는 도 3a에 도시된 진폭 마스크의 주기이다.Here, Λ 0 is the period of the amplitude mask shown in FIG. 3A.
도 4는 감열지(thermal paper)를 각 진폭 마스크 뒤에 놓고 마스크를 회전하였을 때 나타나는 주기의 변화를 도시한 것이다. 도 4(a) 및 도 4(b)는 각각 도 3a에 도시된 진폭 마스크의 주기를 도시한 것이고, 도 4(c)는 α가 45°인 복합 진폭 마스크의 주기를 도시한 것이다. 도 4(d)는 도 3a에 도시된 두 진폭 마스크가 각각 a°, b°만큼씩 서로 다른 각도로 회전된 경우의 주기를 도시한 것이다.FIG. 4 shows the change in frequency that occurs when a thermal paper is placed behind each amplitude mask and the mask is rotated. 4 (a) and 4 (b) show the periods of the amplitude mask shown in FIG. 3a, respectively, and FIG. 4 (c) shows the periods of the complex amplitude mask having α of 45 °. FIG. 4 (d) shows the period when the two amplitude masks shown in FIG. 3A are rotated at different angles by a ° and b °, respectively.
도 5는 진폭 마스크의 회전 각도에 따른 복합 진폭 마스크의 주기 변화를 도시한 것이고, 표 1은 그 값을 도표로 나타낸 것이다. 진폭 마스크의 주기는 420μm이다.FIG. 5 shows the change of the period of the complex amplitude mask according to the rotation angle of the amplitude mask, and Table 1 shows the values graphically. The period of the amplitude mask is 420 μm.
도 6a 내지 도 6b는 주기가 420μm인 두 진폭 마스크를 각각 0° 및 10°회전시켰을 때, 동일한 소광비(extinction ratio)를 갖는 장주기 격자 필터의 스펙트럼을 도시한 것이다. 각각의 경우 커플링 파장은 1495nm, 1512nm이다.6A-6B show the spectra of a long period grating filter having the same extinction ratio when two amplitude masks with periods of 420 μm are rotated 0 ° and 10 °, respectively. In each case the coupling wavelengths are 1495 nm and 1512 nm.
본 발명에 의하면, 광섬유에 도달하는 레이저 빔 사이즈를 조절하여 장주기 격자 필터의 대역폭을 조절할 수 있으며, 진폭 마스크의 회전각도를 조절하여 커플링이 일어나는 파장을 조절함으로써 원하는 필터 스펙트럼 제작이 용이하다. 또한, 고가의 장비없이도 진폭 마스크의 주기조절이 가능하므로, 주기가 고정된 종래의 방법보다 연속적인 커플링 피크 파장을 얻기가 용이하다.According to the present invention, the bandwidth of the long-period grating filter can be controlled by adjusting the laser beam size reaching the optical fiber, and the desired filter spectrum can be easily manufactured by controlling the wavelength at which the coupling occurs by adjusting the rotation angle of the amplitude mask. In addition, since it is possible to adjust the amplitude mask without expensive equipment, it is easier to obtain a continuous coupling peak wavelength than the conventional method in which the period is fixed.
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